| Project/Area Number |
21K14371
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 25010:Social systems engineering-related
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| Research Institution | Kobe University (2022-2023)
Tokyo University of Science (2021) |
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Principal Investigator |
伊藤 真理 神戸大学, 数理・データサイエンスセンター, 准教授 (20778211)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | スケジューリング / 確率計画 / ロバスト最適化 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，医療機関における手術管理において，手術の所要時間の不確実性を考慮し，各日の最適な手術の所要時間容量を決定する手術のスケジューリングと，それらの手術の手術室への割り当てを決定する手術室のスケジューリングを2段階確率計画問題として定式化する．本モデルでは大幅な遅延に遭遇するリスクを最小化する．効率的に最適解を導出できることが知られている解法を採用する．計算実験では，医療機関の手術に関する実データと遅延時間が長くなる傾向がある複合手術の多い病院のベンチマークデータを用いることにより，本提案モデルの有効性を検証する．数値分析から得られた結果より，手術の最適な管理方法を提案する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は提案手法の有効性を検証するために「（3-a）定式化の有効性の検証」と「（3-b）結果の解釈」を行った．
（3-a）定式化の有効性の検証: 実データとベンチマークデータを用いた計算実験
提案手法の有効性について，実データとベンチマークデータを用いた計算実験によって検証した．まず実データはどの種類にカテゴライズされるかを，手術データを16種類に分類する既存手法から分析した．ベンチマークデータは既存のインスタンス生成手法に基づき，遅延時間が長くなる傾向にある複合手術の多い病院のベンチマークデータを作成した．検証の結果，遅延時間の期待値のみを最小化した場合のスケジュールと比較し，遅延リスク尺度をモデルに組み込むことによって，削減したい遅延リスクを回避することができた．一方で，過度な遅延リスク回避的なスケジュールは機会損失を発生させることが明らかになり，モデリングにおける手法選択の重要性を明らかにした．
（3-b） 結果の解釈：実際の手術管理に役立つ知見の抽出
遅延時間の期待値のみを最小化した場合のスケジュールと比較し，遅延リスク尺度をモデルに組み込むことによって手術管理における新しい知見を得た．さらに全体最適によって手術管理コストが減少することが明らかになった．本研究の成果を国内・国際会議や学術雑誌等で発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度までに，定式化の有効性と結果の解釈を後ろ向き調査から明らかにし，おおむね順調に進展していると考えられる．しかしながら，実際との比較による本提案手法の有効性評価が不足しているため，来年度引き続き調査する必要があると考えられる．具体的には，「手術室管理者の経験知に基づく手術の時間容量よりも各日に多くの手術を受け入れることができるか」や「実際の手術室のスケジュールよりもスケジュール変更が少なくなったか」等の分析が必要である．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，前向き調査より，実際の現場における提案手法の有効性を検証する．具体的には，「手術室管理者の経験知に基づく手術の時間容量よりも各日に多くの手術を受け入れることができるか」や「実際の手術室のスケジュールよりもスケジュール変更が少なくなったか」等の分析を実施する予定である．
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